Autonome drones voor veilige verkenning een stap dichterbij

De TU Delft en het Nationaal Politie Lab AI hebben de afgelopen vier jaar gewerkt aan autonome vliegende drones die veilig hun weg vinden in onbekende omgevingen met minimale ondersteuning van mensen. Deze technologie is ideaal voor het verkennen van moeilijk te bereiken en potentieel gevaarlijke locaties, zoals drugslabs.

Drones bieden unieke voordelen in het opsporen van vermiste personen of het verkennen van risicovolle omgevingen. “Momenteel zijn er alleen drie operators nodig om een drone te besturen. Wij ontwikkelen technologie die de bediening eenvoudiger maakt, zodat minder mensen nodig zijn,” legt universitair hoofddocent Javier Alonso-Mora uit. “Daarnaast verkleinen we het risico voor politiepersoneel doordat ze met autonome drones op afstand locaties kunnen verkennen,” vult universitair docent Laura Ferranti aan.

Beslissingen nemen en obstakels vermijden

Alonso-Mora, Ferranti, hoogleraar Robert Babuska en hun team hebben geavanceerde navigatie- en besturingsalgoritmen ontwikkeld waarmee drones een onbekende ruimte veilig kunnen verkennen. Met hun technieken begint de robot, zodra het een gebouw binnengaat, autonoom een kaart te bouwen die direct zichtbaar is voor de menselijke operator. Met behulp van een ingebouwde camera zoekt de drone naar aanwijzingen in de ruimte, bijvoorbeeld om een vermist persoon of mogelijk gevaarlijke materialen te lokaliseren. De drone kan ook gebruik maken van feedback van de operator om de verkenning te versnellen op basis van diens ervaring.

Om de verkenning veilig te maken, hebben de onderzoekers een speciaal navigatiesysteem ontwikkeld dat rekening houdt met obstakels, zoals muren en bomen, en de beperkingen van de hardware. Naast softwareontwikkeling heeft het team ook aan de hardware van de drones gewerkt om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de technische eisen en voorkeuren van de politie.

Tests voor het onderzoek worden uitgevoerd in het Mobile Robotics Lab.

Vruchtbare samenwerking

Hoewel de resultaten veelbelovend zijn, is de technologie nog niet klaar voor operationeel gebruik. De drones zijn momenteel voor lokalisatiedoeleinden nog afhankelijk van externe camera’s, die uiteraard niet beschikbaar zijn in natuurlijke of onbekende omgevingen. “We hopen binnenkort te kunnen starten met de ontwikkeling van een nieuw platform om de drones onafhankelijk te maken van extra camera’s,” aldus Ferranti.

Dit project is een samenwerking tussen de TU Delft en het Nationaal Politie Lab AI (NPAI). De TU Delft bracht haar expertise in op het gebied van bewegingsplanning, besturing en AI-strategieën, en het NPAI droeg bij met technische kennis en uitdagende testscenario's.